Evrenin doğasıyla ilgili konuşmak, evrenin başlangıcı veya sonu var mı yok mu tartışabilmek için bilimsel kuramın ne olduğunu açıklıkla bilmek gerekiyor.
Bir kuramın, evrenin bir modelinden ya da sınırlı bir bölümünden ve modelin niceliklerini gözlemlerimizle bağlantılandıran bir kurallar dizisinden başka bir şey olmadığının kabulüne dayalı basit bir yaklaşıma göre hareket edeceğiz. Kuram yalnızca zihinlerimizdedi
Fiziksel kuramlar, birer varsayım olmaları bakımından daima geçicidir, asla kanıtlayamazsını
En azından olması gereken buysa da gözlemi yapan kişinin yeterliliği her zaman sorgulanabilir.
Uygulamada genellikle yeni tasarlanan kuram, aslında bir önceki kuranım uzantısıdır. Örneğin Merkür gezegeninin büyük bir özenle yapılan gözlemleri, gezegenin hareketleri ile Newton’un kütleçekimi kuramının kestirimleri arasındaki küçük bir farkı ortaya çıkardı. Einstein’ın genel görelilik kuramı, Newton’un kuramından biraz daha farklı bir mekanizmayı öngörüyordu. Aslında gözlemlerle Newton’un kuramının değil de Einstein’ın kuramının uyuşması, yeni kuramı doğrulayan önemli bir unsurdu. Ancak Newton’un kuranımı, ilgilendiğimiz her zamanki durumlarda genel görelilik kuramının sonuçlarından çok küçük farklılıklar gösterdiğinden uygulamada hâlâ kullanıyoruz. (Newton’un kuramının Einstein’ın kuramına göre üstünlüğü çok daha basit oluşudur!)
Bilimin nihai amacı, evreni tümüyle tanımlayan tek kuramı oluşturmaktır. Yine de çoğu bilimcinin gerçekte izlediği yol, sorunu ikiye böler, îlki, bize evrenin zamanla nasıl değiştiğini belirten yasalardır. (Evrenin herhangi bir dönemde nasıl olduğunu biliyorsak, burada geçerli fizik yasaları daha sonraki bir dönemde evrenin nasıl olacağını haber verir.) İkincisi, evrenin başlangıcıyla ilgili sorudur. Bazı insanlar bilimin sadece birinci bölümle ilgilenmesi gerektiğini düşünür; evrenin başlangıcıyla ilgili soruyu metafiziğin ya da dinin konusu olarak görürler. Onlara göre her şeye gücü yeten Tanrı, evrenin başlangıcını istediği gibi şekillendirebili
Evreni açıklayacak tek kuramı tasarlamanın çok güç olduğu ortada. Bunun yerine, sorunu parçalara ayırıyor, birden fazla kısmi kuram buluyoruz. Bu kısmi kuramların her biri gözlemin sınırlı bir bölümünü tanımlar ve kestirimde bulunurken, diğer niceliklerin etkilerini göz ardı eder ya da onları basit sayı kümeleriyle ifade eder. Bu yaklaşım bütünüyle yanlış olabilir. Evrendeki her şey temelde diğerlerine bağlıysa, sorunun bölümlerini birbirinden ayırarak incelemek, tam bir çözüme ulaşmayı olanaksız kılabilir. Yine de geçmişte kaydedilen gelişmelerin yöntemi kesinlikle buydu. Yine klasik örneğe, bize, iki cisim arasındaki çekim kuvvetinin, cisimleri oluşturan maddeden bağımsız olarak, yalnızca kütlelerine bağlı olduğunu belirten Newtoncu kütleçekimi kuramına bakalım. Yani, yörüngelerini hesaplamak için Güneş’in ve gezegenlerin yapılarına ve oluşumlarına dair kuramlara ihtiyacımız yok.
Günümüzde bilimciler evreni iki temel kısmi kuramla açıklıyorlar; genel görelilik kuramı ve kuvantum mekaniği. Bu iki kuram, XX. yüzyılın ilk yarısının büyük entelektüel başarılarıdır. Genel görelilik kuramı kütleçekimi kuvvetini ve evrenin büyük ölçekteki yapısını -yani, sadece birkaç milden başlayan, evrenin gözlemlenebilir büyüklüğü olan milyon kere milyon (l’den sonra yirmi dört sıfır) mile kadar uzanan ölçeksel yapıyı- ifade eder. Öte yandan kuvantum mekaniği, bir incin (2,54 cm) milyonda birinin milyonda biri gibi olağanüstü küçük ölçeklerdeki fenomenlerle ilgilenir. Ancak ne yazık ki, bu iki kuramın birbiriyle çeliştiği bilinmektedir, ikisi birden doğru olamaz. Günümüzde fiziğin başlıca uğraşı ve bu kitabın asıl konusu, her ikisini de kapsayacak yeni bir kuram -kütleçekiminin kuvantum kuramım- aramaktır. Henüz böyle bir kuramımız yok ve gerçekleştirmek için kat edeceğimiz yol muhtemelen hâlâ çok uzun, ancak kuramda olması gereken pek çok özelliği şimdiden biliyoruz. Sonraki bölümlerde göreceğimiz gibi, kütleçekiminin kuvantum kuramının kestirimleri hakkında da epeyce şey biliyoruz.